La fermentación de la cerveza es una de las etapas más importantes del proceso de elaboración. Es cuando el mosto cervecero fermenta que podemos llamar oficialmente cerveza a ese líquido dorado. Sin la levadura no tendríamos cerveza. Entendiendo la fermentación etílica podremos maximizar los sabores que más nos gusten. La calidad y el resultado final dependen en gran medida de cómo se haya realizado la fermentación de la cerveza.
¿Qué es la fermentación y cómo funciona en la cerveza?
La fermentación es un proceso natural en el que los azúcares se convierten en alcohol por la acción de las levaduras, organismos unicelulares pertenecientes al reino de los hongos. En pocas palabras, la fermentación es un proceso bioquímico que convierte la glucosa del mosto (una solución acuosa elaborada a partir de granos malteados) en alcohol y dióxido de carbono. Antes de que intervengan las levaduras, la cerveza no contiene alcohol y consiste simplemente en mosto. Solo después de esta etapa puede llamarse cerveza al líquido a base de cereales malteados. La levadura se utiliza en el proceso para convertir la glucosa en cantidades aproximadamente iguales de etanol y dióxido de carbono.
Hasta la segunda mitad del siglo XIX, con los estudios y experimentos de Louis Pasteur, las levaduras pudieron asumir la maternidad de la cerveza. Hoy en día, las levaduras responsables de la fermentación pueden estar en el propio medio, como ocurría en el pasado, o pueden ser añadidas por el cervecero en el momento adecuado para que los microorganismos se desarrollen en el mosto. Esta elección dependerá del tipo de fermentación y del proceso de fabricación.
Etapas de la fermentación
El proceso de fermentación de la cerveza se lleva a cabo después de la cocción del mosto, y consiste, en palabras simples, en añadir levadura al fermentador y controlar la temperatura y tiempo de fermentación en función del resultado que queramos obtener. La duración del proceso de fermentación puede variar en función del tipo de cerveza que se elabore y de las técnicas específicas utilizadas. Generalmente, el periodo de fermentación primaria dura entre 5 y 10 días.
La fermentación de la cerveza consta de varias fases:
- Fase lag: Es la primera etapa, en la que las levaduras se adaptan al medio y empiezan a reproducirse. Apenas añades la levadura al mosto, esta toma más o menos 12 horas en empezar su actividad, en un periodo conocido como adaptación. Las cervezas de todo grano tienen suficientes vitaminas para la levadura, pero otras bebidas como el sake, necesitan la adición de nutrientes. Gracias a estos alimentos la levadura empieza a producir enzimas necesarias para la reproducción. Durante esta fase la levadura necesita oxígeno para producir esteroles, que son críticos para la permeabilidad de la membrana de la levadura.
- Fase logarítmica: En esta fase, las levaduras crecen exponencialmente y consumen los azúcares del mosto para producir alcohol y CO2. En esta fase veremos en la superficie espuma. La levadura consume los azúcares de más simples a menos. Concretamente en este orden: glucosa, fructosa y sacarosa. La composición normal de azúcares en un mosto es de 14% glucosa y 59% maltosa. Por lo que la maltosa es el azúcar responsable en dar los diferentes aromas y sabores. La maltosa es un azúcar complejo que necesita ser hidrolizado en unidades de glucosa. La levadura utiliza las enzimas maltasa para ello.
- Fase estacionaria: El crecimiento y actividad de las levaduras disminuye debido a la falta de nutrientes y al aumento del alcohol. La fermentación habrá finalizado una vez no haya más burbujas. En esta fase la levadura ha producido prácticamente todos los sabores y aromas. Se han producido la mayor parte de los ésteres, azufres y alcoholes fusibles.
Tras la fermentación primaria, la cerveza pasa a una fase secundaria denominada postfermentación o envejecimiento. Esta etapa permite que la cerveza madure, la clarifica al permitir que la levadura y otros sedimentos se asienten, y puede ayudar a eliminar sabores indeseables como el diacetilo y el sulfuro de hidrógeno.
COMO se HACE la CERVEZA ARTESANAL🍺| Proceso de ELABORACIÓN de la CERVEZA ARTESANAL
Factores que influyen en el tiempo de fermentación de la cerveza
El proceso de fermentación de la cerveza depende de varios factores, como el tipo de malta utilizada, el método de elaboración, la cepa de levadura utilizada y la temperatura a la que se lleva a cabo el proceso de fermentación.
- Temperatura: Es un factor muy importante para el tiempo que toma la cerveza en fermentar. Ya que la levadura es un ser vivo, su reacción es una mayor actividad a temperaturas altas. Los diferentes tipos de fermentación deben tener diferentes temperaturas para obtener resultados óptimos. En general, las temperaturas más altas acelerarán el proceso de fermentación, mientras que las temperaturas más bajas lo ralentizarán. La temperatura a la que se produce la fermentación juega un papel importante a la hora de determinar el resultado de la cerveza terminada.
- Tipo de levadura: Diferentes levaduras tienen diferentes propiedades y pueden producir una variedad de sabores y aromas. Las levaduras de alta fermentación (Ale) trabajan a temperaturas más cálidas (15-24°C) y la fermentación primaria suele durar entre 5 y 7 días. Las levaduras de baja fermentación (Lager) funcionan mejor a temperaturas más bajas (7-13°C), lo que da lugar a un período de fermentación primaria más largo, de 7-10 días. Si vas a usar levadura líquida, piensa en un tiempo de fermentación más largo. Si la levadura seca dura 3-4 días en fermentación, la líquida puede durar alrededor de 10 días.
- Calidad de la malta: La calidad de la malta determina el contenido de α-amino nitrógeno y la cantidad de azúcar fermentable en el mosto, lo que a su vez afecta la demanda de la levadura como fuente de nitrógeno y la descomposición del azúcar, y finalmente afecta el grado de fermentación de la cerveza artesanal.
- Gravedad original (OG) y nivel de alcohol (ABV): Una cerveza con alto ABV toma más tiempo en fermentar. Para una cerveza fuerte en cuanto a alcohol, necesitas hacer un mosto con una alta Gravedad Original (OG). Esta alta OG se debe a un alto contenido de azúcar en el mosto. Para hacer alcohol, la levadura tiene que consumir estos azúcares y al final dejar la cerveza con una Gravedad Final mucho más baja.
- Oxigenación: Es necesario oxigenar bien el mosto antes de añadir la levadura, para facilitar su crecimiento y reproducción. Si hay poco oxígeno, las levaduras pueden entrar en estrés y producir sabores que no buscamos. Algunas bacterias necesitan oxígeno mientras que otras no. Muy poco oxígeno puede provocar un desarrollo deficiente del sabor e incluso el fallo de ciertos procesos como la carbonatación o la clarificación.
- pH: El pH, o acidez, de los ingredientes también puede afectar la forma en que fermenta una receta. La mayoría de las recetas deben tener un pH específico para que los microbios prosperen y produzcan los mejores resultados. El pH de un producto fermentado también puede afectar su éxito. Diferentes microorganismos tienen diferentes rangos de pH óptimos.
- Calidad del agua: El agua que carece de los minerales y elementos correctos no podrá fermentar. La levadura necesita estos oligoelementos en el agua para reproducirse a la velocidad correcta, lo que afecta la velocidad de fermentación y el grado de fermentación de la cerveza artesanal.
Tipos de fermentación de la cerveza
Existen cuatro tipos de fermentación de la cerveza: alta, baja, mixta y espontánea. Cada uno de ellos aporta características distintas a las cervezas, por lo que es el gran divisor de las familias de estilos de cerveza: Lager, Ale y Lambic, tal y como las conocemos hoy en día.
Fermentación alta (Ale)
En la fermentación alta, la levadura en copos sube a la superficie del depósito a medida que avanza el proceso. Por eso también se llaman cervezas de alta fermentación. Para que la fermentación alta tenga lugar y se distinga de la fermentación baja, deben cumplirse dos criterios principales: la temperatura a la que se fermenta la cerveza y el tipo de levadura utilizado.
- Temperatura: Entre 16 y 24 grados.
- Duración: Rápida, entre 3 y 8 días.
- Levaduras: Saccharomyces cerevisiae.
- Características: Aromas afrutados, especiados y complejos.
- Estilos de cerveza: India Pale Ale, Pale Ale, Brut IPA y Weizen.
La tecnología abierta no es adecuada para la producción de cerveza de alta fermentación, ya que el acceso de aire a la levadura viva activa en la superficie del mosto fermentador a menudo tiende a producir la contaminación por organismos indeseables.
Fermentación baja (Lager)
En la fermentación baja, las levaduras se depositan en el fondo del tanque de fermentación. A diferencia de la fermentación alta, la fermentación baja tiene lugar a una temperatura más baja, lo que hace que la levadura trabaje menos y produzca CO2 más lentamente.
- Temperatura: Entre 5º y 10ºC (actualmente entre 8º y 14ºC con temperatura controlada).
- Duración: Más larga, entre 10 y 14 días.
- Levaduras: Saccharomyces Pastorianus (Saccharomyces uvarum).
- Características: Más suaves y blandas, con sabores de la malta. Menos alcohólicas. Se conservan mejor.
- Estilos de cerveza: Pilsner, Helles, Bocks y Vienna Lagers.
Este tipo de fermentación es más reciente en la historia de la cerveza. "El término fermentación baja se utilizó por primera vez en Baviera en 1420. Los cerveceros bávaros descubrieron las ventajas de la fermentación y el almacenamiento en cuevas frías al pie de los Alpes, donde era posible fermentar la cerveza incluso en verano. En las cuevas empezó a surgir una levadura diferente, una levadura capaz de fermentar a bajas temperaturas, es decir, a temperaturas que dificultaban la producción de las bacterias". (LA GUÍA OXFORD DE LA CERVEZA)
La tecnología de fermentación abierta en cubas de fermentación abiertas en la sala de fermentación es típica principalmente para la producción de cerveza utilizando la levadura de fondo. Permite la recolección especialmente conveniente de espuma marrón de la levadura muerta en la última etapa de la fermentación, que es un requisito previo para hacer una cerveza de calidad de sabor tradicional.
Fermentación espontánea (Lambic)
La fermentación espontánea también se denomina fermentación natural. Funciona exclusivamente por la acción de levaduras salvajes, que están presentes en el ambiente, el mosto se expone al aire libre. En el pasado ésta era la única forma de convertir el azúcar del mosto en alcohol, cuando ni siquiera se sabía exactamente cómo ocurría. La fermentación suele concentrarse en la superficie, como en las Ales.
- Temperatura: Ambiente.
- Duración: Muy lenta, puede durar dos años.
- Levaduras: Salvajes (Brettanomyces o Dekkera Bruxellensis) presentes en el aire.
- Características: Sabores afrutados, picantes y ácidos.
- Estilos de cerveza: Lambic y Gueuze.
En la actualidad, las cervezas de fermentación espontánea se producen principalmente en la región de Pajottenland, al oeste de Bruselas, donde las levaduras del tipo Brettanomyces o Dekkera Bruxellensis se encuentran en el aire.
Fermentación mixta
En la fermentación mixta hay una combinación de los tipos de fermentación de los que hemos hablado antes. La fermentación clásica (alta o baja) se combina con el uso de levaduras "salvajes", como Brettanomyces, Lactobacillus y Pediococcus, según los deseos del cervecero. La fermentación mixta en general tiene muy pocas reglas y definiciones bien establecidas. En cualquier caso, este tipo de fermentación, en la que se utiliza más de una cepa de levadura para fermentar una cerveza, produce una gama diferente de sabores, especialmente ácidos y afrutados.
Un excelente ejemplo de cerveza de fermentación mixta es la trapense belga Orval. Aunque esta cerveza realiza su fermentación primaria con una cepa de levadura ale tradicional, después pasa por una fase de fermentación secundaria en botella con otra cepa de levadura, la Brettanomyces bruxellensis.
Fermentación abierta vs. cerrada
La fermentación abierta es exactamente lo que parece: en lugar de impedir que el mosto entre en contacto con el aire, se deja la tapa abierta para que el mosto, y finalmente la cerveza, permanezcan expuestos al medio ambiente. Sí, esto es exactamente lo que ocurre en la fermentación espontánea de la que hemos hablado antes, pero aquí las levaduras pueden inocularse en el mosto. A pesar de los riesgos potenciales de contaminación, algunas cervecerías utilizan este método, sobre todo por tradición, ya que antes de los tanques de fermentación cerrados o con tapa, la fermentación siempre se realizaba en recipientes abiertos al ambiente.
La tecnología de fermentación abierta en cubas de fermentación abiertas en la sala de fermentación dedicada es típica principalmente para la producción de las cervezas de fermentación inferior. La construcción de los fermentadores abiertos permite la recolección especialmente conveniente de espuma de la levadura muerta en la última etapa de la fermentación primaria, que es un requisito previo para hacer una cerveza de calidad fermentada en el fondo de sabor tradicional.
En las cervecerías modernas, principalmente los tanques cilíndricos y cónicos se utilizan para la fermentación de la cerveza tanto en el fondo como en el superior. El mejor tipo de recipientes de fermentación para la fermentación de fondo es el tanque cilíndrico cónico cerrado. La razón principal de la fermentación cerrada en tanques es la susceptibilidad de la cerveza de fermentación superior a la contaminación de las espumas de levadura por parte de organismos extraños del medio ambiente.
Consideraciones para el equipamiento de fermentación
Si está pensando en elaborar su propia cerveza o abrir una cervecería artesanal, es fundamental contar con el equipo adecuado. Los fermentadores son esenciales para el proceso de fermentación.
El principal indicador que determina el volumen útil de los recipientes de fermentación es el volumen de producción diario planificado de mosto. Esto significa el volumen de mosto, que elaboramos dentro de las 24 horas en un día de preparación.
Regla: El número de recipientes para la fermentación principal debe ser al menos tan alto como cuántos días se realiza la elaboración de la cerveza durante un período de la fermentación principal. Por ejemplo, si planeamos producir 1 vez semanalmente cerveza fermentada en la parte superior con el tiempo de fermentación principal 6 días y dos veces a la semana cerveza fermentada en el fondo con el tiempo de fermentación principal de los días 12. De ello se deduce que solo necesitamos un recipiente de fermentación para la primera cerveza, ya que planificamos solo un día de preparación durante los días 6 de su tiempo de fermentación. En contraste, mientras se hace la segunda cerveza, hay cuatro días de preparación durante los días 12 del tiempo de fermentación, por lo que necesitamos 4 pcs de recipientes de fermentación.
Para la primera cerveza necesitamos tanques cilíndricos cónicos (CCT) o depósitos de fermentación abiertos (OFV). Para la segunda cerveza, tenemos que elegir solo los tanques cilíndricos cilíndricos (TCC) porque no se recomienda que este tipo de cerveza se fermente en el recipiente abierto. En total, nuestra cervecería necesita 5 PC de recipientes de fermentación para la fermentación principal con el volumen contabilizado según el texto anterior.
La fermentación y maduración de la cerveza en los fermentadores CCT bajo presión no solo acelera el proceso de fermentación, sino que también permite gestionar la fermentación y el proceso de maduración de la máquina sin bombear cerveza entre dos recipientes. Fabricamos los tanques de fermentación cilíndricos cónicos sin aislamiento o con aislamiento PUR, equipados con dos y más zonas de enfriamiento, enfriados por agua o polipropilenglicol.